DCX-II大型地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀
一、用途
本儀器適用于測(cè)試各類接地裝置的工頻接地阻抗、接觸電壓、跨步電壓、轉(zhuǎn)移電位、場(chǎng)區(qū)地表電位梯度等工頻特性參數(shù)以及土壤電阻率。本儀器采用異頻抗干擾技術(shù),能在強(qiáng)干擾環(huán)境下準(zhǔn)確測(cè)得工頻50Hz下的數(shù)據(jù)。測(cè)試電流較?。?~3.0A),不會(huì)引起測(cè)試時(shí)接地裝置的電位過高,同時(shí)它還具有*的抗干擾能力,故可以在不停電的情況下進(jìn)行測(cè)量。
二、概述
目前國(guó)內(nèi)接地裝置的測(cè)試工作比較薄弱,一些關(guān)鍵的技術(shù)觀念比較模糊,技術(shù)手段落后。針對(duì)上述現(xiàn)狀,我國(guó)制訂了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T475-2006和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17949.1-2000。新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)舊標(biāo)準(zhǔn)做了很多重要改變。為了方便廣大現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和研究人員,我們根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我們多年研究大型地網(wǎng)測(cè)試的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),研制成功本儀器。
工頻接地阻抗,是指接地裝置對(duì)遠(yuǎn)方電位零點(diǎn)間的電位差與通過接地裝置流入地中的工頻電流的比值。工頻接地阻抗以往被習(xí)慣地稱為“工頻接地電阻”。此名稱的糾正,在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17949.1-2000“接地系統(tǒng)的土壤電阻率,接地阻抗和地面電位測(cè)量導(dǎo)則*部分:常規(guī)測(cè)量”以及電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則修訂稿”(取代DL475-92)中作了闡述。本測(cè)量?jī)x采用交流電流進(jìn)行測(cè)試,故所測(cè)數(shù)值稱為接地阻抗,而不再沿用以往的稱呼“接地電阻”。
在對(duì)接地裝置進(jìn)行測(cè)量時(shí),由于受不平衡零序電流以及射頻等各種干擾,使得測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)的接地阻抗一般很?。ㄒ话阍?.5Ω以下),干擾帶來的相對(duì)誤差更大。為了降低現(xiàn)場(chǎng)干擾的影響,目前采用的方法主要有兩種,一種是增大測(cè)試電流,一種是使用異頻法。*種方法是通過加大測(cè)試電流來加大信號(hào)電壓和信號(hào)電流,從而提高信噪比,減小測(cè)量誤差。這種方法由于采用了很大的測(cè)試電流(DL/T475-2006標(biāo)準(zhǔn)推薦不宜小于50A),使得設(shè)備非常笨重,且布線勞動(dòng)強(qiáng)度很大,耗時(shí)耗力。而且,由于主要干擾與信號(hào)同頻,無(wú)法從根本上消除干擾的影響,為解決該問題,湖南省電力工業(yè)局文件(湘電科[1997]111號(hào))“關(guān)于下達(dá)1997年科技攻關(guān)、開發(fā)及科技成果推廣計(jì)劃的通知”第38項(xiàng)下達(dá)了“運(yùn)行中大型變電站接地網(wǎng)接地電阻測(cè)試與研究”攻關(guān)計(jì)劃,與華中理工大學(xué)聯(lián)合攻關(guān),解決了工頻流入地網(wǎng)電流干擾及測(cè)試引線線間的干擾問題。該研究成果獲得了華中電網(wǎng)集團(tuán)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),湖南省電力公司科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。異頻法則是通過改變測(cè)試電流的頻率來避開工頻干擾,由于信號(hào)頻率與干擾頻率不同,就可以通過濾波器來濾除干擾的影響,從而提高測(cè)量精度。異頻法由于采用的測(cè)試電流較小,因此設(shè)備小巧,布線勞動(dòng)強(qiáng)度也大大減輕。由于具有測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定可靠和省時(shí)省力的優(yōu)點(diǎn),異頻法測(cè)試已被國(guó)內(nèi)外專家廣泛接受和采用。
但是根據(jù)定義,工頻接地阻抗是指接地裝置在工頻電流下呈現(xiàn)出的阻抗,而異頻法采用的測(cè)試電流頻率不為工頻,因此測(cè)得的數(shù)值就會(huì)與工頻電流下測(cè)得的值有偏差。理論和實(shí)踐表明,產(chǎn)生偏差的原因是,接地裝置的接地阻抗是復(fù)數(shù)阻抗,不僅包含電阻性分量,還含有與頻率有關(guān)的電感性和電容性分量。采用的測(cè)試頻率與工頻相差愈遠(yuǎn)則等效性愈差,即測(cè)量誤差越大。為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性,測(cè)試頻率與工頻不能相差太遠(yuǎn),且測(cè)試電流的波形應(yīng)為正弦波(其他波形如方波含有豐富的諧波頻率)。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17949.1-2000要求測(cè)試電流頻率應(yīng)該盡量接近工頻,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T475-2006規(guī)定了測(cè)試電流頻率宜在40~60Hz之間。本儀器采用多鐘頻率進(jìn)行測(cè)量,再計(jì)算出50Hz下的等效阻抗,因此測(cè)量的準(zhǔn)確性和等效性進(jìn)一步得到提高。
DCX-II大型地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀
三、性能特點(diǎn)
1、測(cè)量的工頻等效性好。測(cè)試電流波形為正弦波,使用兩種頻率進(jìn)行測(cè)量。
2、抗地電壓干擾能力強(qiáng)。本儀器采用異頻法測(cè)量,配合現(xiàn)代軟硬件濾波技術(shù),使得儀器具有很高的抗干擾性能,測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。15V工頻(50Hz)干擾電壓帶來的誤差僅為0.001Ω。
3、精度高??捎脕頊y(cè)量接地阻抗很小的大型地網(wǎng)。
4、功能強(qiáng)大??蓽y(cè)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接地裝置的全部特性參數(shù)。不僅可測(cè)量接地阻抗,還可測(cè)量出電阻分量和電抗分量。
5、具備斷線報(bào)警功能,避免了錯(cuò)誤測(cè)量。
6、操作簡(jiǎn)單。全中文菜單式操作,直接顯示出測(cè)量結(jié)果,且自帶微型打印機(jī)可現(xiàn)場(chǎng)打印測(cè)量結(jié)果。
7、布線勞動(dòng)量小,無(wú)需大電流線。
8、本儀器體積小、重量輕,方便攜帶。
四、技術(shù)指標(biāo)
阻抗測(cè)量范圍:0~30Ω分辨率:0.001Ω
測(cè)量誤差:±(讀數(shù)×1%+0.001Ω)
抗地電壓干擾能力:15V工頻干擾電壓帶來的誤差僅為0.001Ω
輸出電流:0~3.0A 電壓:0~100V
8、測(cè)量線要求: 電流線銅芯截面積≥1.0mm2
電壓線銅芯截面積≥0.2mm2
9、供電電源:AC220V±10%,50Hz
10、使用環(huán)境:溫度:-10℃~50℃;相對(duì)濕度:<90%
11、外形尺寸:440×350×310
12、儀器重量:6.0kg
五、儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和測(cè)試原理
本儀器主要由提供測(cè)試電流的異頻電源、電流和電壓測(cè)量電路以及微電腦測(cè)控系統(tǒng)組成。儀器通過測(cè)量接地裝置的電位升高與流入接地裝置的電流之比來測(cè)量接地阻抗。
儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。異頻恒流電源可輸出頻率為45Hz或55Hz的正弦波測(cè)試電流,輸出頻率受微電腦系統(tǒng)控制。其輸出經(jīng)過隔離后通過儀器面板上的E、C兩個(gè)端子輸出。電壓放大器為一個(gè)高輸入阻抗放大器,它將P1、P2兩端的電壓放大后送給濾波器。電流放大器將從電流互感器取得的電流信號(hào)進(jìn)行放大后送給濾波器。濾波器用于濾除干擾信號(hào),只允許45Hz和55Hz信號(hào)通過。A/D轉(zhuǎn)換器用于將電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以便微電腦系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。
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